關于無線電發射設備測試中的不確定度

文/云旦窮達

（國家廣播電視總局602臺 西藏自治區拉薩市 850013）

在當前無線電發射設備的運行測試環節中，有很多不確定因素存在，這些因素多少隨機發生的，一旦出現將會影響設備測試結果的準確性，導致測試結果不夠真實，干擾實驗理論成果。對無線電發射設備進行不確定度的測試分析，不僅可以提升設備測試水平，確保設備安全運行，還能夠增強使用者對無線電發射設備的信賴度。

1 無線電發射設備在測試時不確定度的影響因素分析

對無線電設備進行不確定度分析，有必要了解不確定度的產生因素。具體如下：

（1）測試設備自身原因引發不確定度。比如測試中的線纜與衰減儀設施問題，或測試方法不科學，測試過程中設備遇到不穩定情況。這一條件下引發的不確定度難以解決，無法從源頭入手，只能改進技術控制不確定度，盡可能的降低不確定度產生概率。

（2）不可預見因素引發不確定度。無線電發射設備在測試前人們是無法預料到不確定度的，不確定度會隨機發生，且難以控制。因此測試時不確定度將直接影響無線電發射設備檢測效果。

（3）相關技術指標不達標引發不確定度。測試無線電發射設備時，信號轉換噪音與誤碼技術相關參數不合理，或特別性能出現導致信號在接收時失靈。此外，無線電發射設備的測試也會受電壓與溫度的變化影響，最終發生頻率與功率異常[1]。

2 測量不確定度的主要來源與分類

2.1 主要來源

客觀上系統誤差只是相對不變值，但人們無法對誤差準確掌握，只能以概率研究的形式對某一區域誤差大致了解，且概率的分布有著分散性。不確定度是測量分散性的參考數據，無法說明測量結果接近真實值。分析測量無線電發射設備不確定度的來源，主要如下：對被測量的無線電發射設備定義不夠完整；無線電發射設備定義方法不科學；取樣代表性不足，被測量樣本數據無法代表定義的測量值；無線電發射設備在測試時受環境影響，測量時對環境無法進行有效控制。所有測量結果當中都會存在著異常數據，這些異常數據可能與無線電發射設備測試讀書有關。此外，當人們在分析數據時不夠準確，或者使用的測量儀器存在誤差時也會導致不確定度出現[2]。

2.2 分類

雖然不確定度來源很多，但按照具體的評定方法，可以將其劃分為兩類。第一類，無線電發射設備不確定度A類評定。對測量列展開統計分析，評定出標準化的不確定度，方差估計值為u2，這是經過反復測算所得的。方差估計值也是統計方差的估計值，其平方根是估計標準差。第二類，無線電發射設備不確定度B類評定。對上一種評定方法不同，B類評定方法可以用不同的統計測量方法進行不確定度分析。實際上，兩種評定方法沒有本質區別，前者是根據一組觀測的概率分布情況分析，從中導出概率密度函數；后者以對事件發生信任程度為前提。A類評測比B類評測更加客觀，統計學研究必須保持著學術嚴謹性，對無線電設備進行測試時，測量出的不確定度應獨立存在，不受其他數據影響。因此，在無線電發射設備的不確定度測試中，推薦使用這種測試方法。

3 測算無線電發射設備不確定度的有效方法

3.1 無線電發射設備測試不確定度的有效測評方法

一般情況下，評測無線電發射設備不確定時可以使用兩種評測方法。

（1）依靠統計學提出的概念，對無線電發射設備的不確定度進行研究分析。比如已經得出了一個無線電發射設備的測試結果，隨后對該結果展開反復的測試，通過準確度重復測試后，整個過程中依然會出現測試結果無法確定的情況，也就是數值差異問題。無法確定的情況主要包含天氣變化、溫度變化以及其他環境類影響因素。因此，采用統計學的應用原理，對有可能出現差異系數的無線電發射設備進行測算，將反復測算的結果作為標準，再與總體測試得出的不確定度對比結合，該方法是目前無線電發射設備測試所常用的方法，且應用范圍較廣。

（2）采用其他方法對無線電發射設備進行不確定度分析?？梢詫o線電發射設備的訊號接收設備進行電平測試，從中了解電平測試是否會帶來不確定性，測試結果是否對數據有影響。這種測試方法中，包含了無線電發射設備的非線性設置、衰減儀器等設施耗費情況。不僅如此，接收設施與頻譜檢測設備也會給無線電發射設備測試帶來不確定性，比如頻率反饋、配置的不對稱、衰減儀的測試精準性、帶寬不準確、轉換設施偏移以及電平的準確度較差。

出現以上因素引發的不確定度問題，可采用以下辦法完成無線電發射設備的測評。首先，對無線電發射設備進行深入了解。建議查看無線電發射設備的出廠說明書，找出設備質量檢驗報告，了解廠家在生產設備時給出的指標與參數情況，經過對比確定不確定度，保障無線電發射設備的穩定運行。其次，審核與無線電發射設備有關的信息數據。最后，依靠測試中得到的經驗判斷分析。有時候對于不確定度問題，可以利用概率測算方法分析，比如概率U型法、概率均衡法以及正太分部方法。從概率分布情況來看，三種方法在使用時會有所差異，無論是理論研究還是實際測試，都能闡明無線電發射設備在配置不合理的狀態下會會產生不確定性。概率上如果是U型結構分布，其標準誤差系數為如果是因天線與電纜耗費帶來的偏差問題而導致無線電發射設備測試不確定性，在不知道應該使用哪一種概率分布類型時，可考慮均衡分布類型，即標準無法為正太分布類型中，標準誤差系數也是這種類型分布的標準誤差系數，可采用正太的方式展開功率分布分析[3]。

3.2 無線電發射設備測試不確定度的有效測算方法

我國境內使用無線電頻率與無線電發射設備時，需要嚴格按照無線電發射設備型號核準SRRC認證標準進行測試。通常認證周期為8周，在完成認證的基礎上，了解無線電發射設備的主要參數內容，為接下來無線電發射設備的不確定度測算奠定基礎。在無線電發射設備不確定度測算中，是一種基于合成數據的不確定度測算方法。如果測試之前已經明確了數據測試時有多種不確定度的影響因素，且誤差系數為Ui，這時可以使用RSS方法，對無線電發射設備不確定標準誤差值展開有效合成測算，具體的計算公式如下：實際測試中，無論是環境溫度的變化、電壓波動還是電網阻抗，這些因素的出現都會影響無線電發射設備測量結果。這種情況下的不確定度呈均勻分布，計算出標準偏差后結合影響參數平均值與標準偏差，采用該公式即可完成對無線電發射設備不確定度的合成測算[4]。

這個公式的應用需要滿足以下條件：首先，各不確定度影響因素可以加和計算。其次，各影響因素計量單位一致。也就是說，影響因素的數據誤差系數必須以百分比與電壓計量數值單位表示。對于測試時遇到的線纜損耗問題，為了避免線纜耗費過于嚴重，應合理協調無線電設備的各項測算參數，從而實現設施的優化配置，防止浪費的情況出現?？刹捎贸朔e的方式來表示，dB單位的表述方式無法滿足以上條件。如果標準誤差系數很小，比如低于了30%或25dB，這時上述的RSS方法即可完成對不確定度的評測。

測算設備對稱參數。要求測試時將氣溫、天氣、電壓數值、電阻擾動數值的變化情況考慮到不確定度影響因素中，這些因素帶來的不確定性可依靠均衡態勢完成功率分布。應用測算方法計算標準誤差系數，按照測試時不確定度因素對稱參數與標準誤差系數，使用相應的公式就能得出對稱參數系數。與此同時，還需要應用RSS的措施對整個無線電發射設備的測試過程中的不確定度展開合成計算。

3.3 利用先進的數字無線電測試儀進行設備不確定度檢測

以3550數字無線電測試儀為案例，對無線電發射設備進行綜合測試，以此了解設備的不確定度。操作要點如下：

（1）通過射頻進行線纜測試。該測試項目可以用于測試儀與無線電發射設備之間的連接。

（2）射頻轉接頭，接口是TNC陰頭。測試時合理配置射頻線與對講機射頻轉接頭，保障測試結果真實有效。

（3）改造講機耳機，使音頻測試線纜符合測試要求。

（4）衰減器。該測試儀的T/R接口最大可輸入20W的信號，ANT接口最大可輸入10dBm信號，SWR接口最大可輸入10dBm信號。為合理測試無線電發射設備的不確定度，有必要選擇較為合理的衰減器進行測試，防止儀器設備被損壞。

（5）帶阻濾波器，該設備可以將無線電發射設備中的主信號濾除，測試不確定度時展開雜散測試。

無線電發射設備檢測時，將對講機天線接口與測試儀T/R接口連接，將設備音頻輸入接口與測試儀AUDIO OUT接口相連。對接收機進行設置，輸入發射機發射信道頻率，即419.250MHz。打開解調或模擬解調，讀取頻率誤差值，即-0.681kHz，發射頻率的設置與誤差測試一樣，在解調時讀取射頻功率，即35.0548dBm。無線電發射設備的占用寬帶分析中，首先需要進行音頻設置，隨后音頻輸出，打開音頻發生器，將信號頻率設置成1kHz，啟動發生器，調節輸出電平，顯示測試儀頻篇，提高10dB的音頻電平。設置音頻發生器，測量當前無線電發射設備的帶寬，使用ITU-R建議的26dB測量方法，預估帶寬。安裝帶阻濾波器進行雜散測試，完成調制限制與測試、音頻頻率再次測試，讓音頻頻率變化為3kHz，在以上步驟中找出最大值即可，這就是無線電發射設備的最大頻偏，通過測試儀的輔助即可了解無線電發射設備的實際不確定度。

4 總結

總而言之，分析無線電發射設備不確定度的測試，人們可以使用多種方法對測試途中產生的訊號技術指標重復測算，確保無線電發射設備測試結果的準確性，保證設備穩定運行。為了保證不確定度測試的科學性，應及時找出并糾正不確定度影響因素，依靠統計學提出的概念展開電平測試，使用RSS方法與3550數字無線電測試儀等設備完成測算工作。